JP2003197589A - 半導体洗浄装置 - Google Patents
半導体洗浄装置Info
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- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
- H01L21/67028—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
- H01L21/6704—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
- H01L21/67057—Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing with the semiconductor substrates being dipped in baths or vessels
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- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】メガソニック波を用いた半導体洗浄装置におい
て、メガソニック波同士の干渉を防止し、被洗浄物であ
る半導体ウェーハへのメガソニック波の局部的な集中を
防止する。 【解決手段】ウェハー12は洗浄液11で満たされてい
るインナーバス13の中に保持されている。インナーバ
ス13の下方にはメガソニック振動板17とメガソニッ
ク振動子18とからなるメガソニック波照射装置16が
配置されている。メガソニック振動子18はモーター1
9により上下動可能に形成されている。メガソニック振
動板17からメガソニック波をウェハー12に照射して
いる間に、メガソニック振動板17及びメガソニック振
動子18を上下動させ、メガソニック波の位相をずらす
ことにより、メガソニック波が相互に干渉し合う位置を
分散させる。
て、メガソニック波同士の干渉を防止し、被洗浄物であ
る半導体ウェーハへのメガソニック波の局部的な集中を
防止する。 【解決手段】ウェハー12は洗浄液11で満たされてい
るインナーバス13の中に保持されている。インナーバ
ス13の下方にはメガソニック振動板17とメガソニッ
ク振動子18とからなるメガソニック波照射装置16が
配置されている。メガソニック振動子18はモーター1
9により上下動可能に形成されている。メガソニック振
動板17からメガソニック波をウェハー12に照射して
いる間に、メガソニック振動板17及びメガソニック振
動子18を上下動させ、メガソニック波の位相をずらす
ことにより、メガソニック波が相互に干渉し合う位置を
分散させる。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はメガソニック波を用
いた半導体ウェハーの洗浄装置及び洗浄方法に関する。
いた半導体ウェハーの洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からメガソニック波その他の超音波
を用いた洗浄は様々な分野で利用されており、半導体装
置の製造においても、シリコンウェハーの洗浄にメガソ
ニック波洗浄が取り入れられている。
を用いた洗浄は様々な分野で利用されており、半導体装
置の製造においても、シリコンウェハーの洗浄にメガソ
ニック波洗浄が取り入れられている。
【0003】シリコンウェハーを洗浄するために用いら
れる従来のメガソニック波洗浄装置の一例を図5に示
す。
れる従来のメガソニック波洗浄装置の一例を図5に示
す。
【0004】このメガソニック波洗浄装置50は、水そ
の他の洗浄液51が満たされた洗浄槽52と、この洗浄
槽52の底面外壁に取り付けられたメガソニック振動板
53と、メガソニック振動板53を振動させるメガソニ
ック振動素子54と、からなっている。
の他の洗浄液51が満たされた洗浄槽52と、この洗浄
槽52の底面外壁に取り付けられたメガソニック振動板
53と、メガソニック振動板53を振動させるメガソニ
ック振動素子54と、からなっている。
【0005】被洗浄物であるシリコンウェハー55は、
洗浄槽52内において、洗浄液51に浸された状態で保
持される。メガソニック振動素子54を作動させると、
メガソニック振動板53が振動し、洗浄槽52に向けて
メガソニック波56が照射される。シリコンウェハー5
5はこのようにして発せられたメガソニック波56によ
り洗浄される。
洗浄槽52内において、洗浄液51に浸された状態で保
持される。メガソニック振動素子54を作動させると、
メガソニック振動板53が振動し、洗浄槽52に向けて
メガソニック波56が照射される。シリコンウェハー5
5はこのようにして発せられたメガソニック波56によ
り洗浄される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図5に示すように、メ
ガソニック波56はメガソニック振動板53から四方に
照射される。このため、メガソニック振動板53から照
射されるメガソニック波56には、メガソニック振動板
53から上方に向かって照射されるメガソニック波56
aと、メガソニック振動板53から斜め上方に向かって
照射されるメガソニック波56bとが含まれる。
ガソニック波56はメガソニック振動板53から四方に
照射される。このため、メガソニック振動板53から照
射されるメガソニック波56には、メガソニック振動板
53から上方に向かって照射されるメガソニック波56
aと、メガソニック振動板53から斜め上方に向かって
照射されるメガソニック波56bとが含まれる。
【0007】このうち、メガソニック振動板53から斜
め上方に向かって照射されたメガソニック波56bの一
部は洗浄槽52の側壁52aで反射し、反射メガソニッ
ク波56cとして、洗浄槽52の内部に向かって進行す
る。この結果、メガソニック振動板53から上方に向か
って照射されたメガソニック波56aと反射メガソニッ
ク波56cとが黒丸57で示す位置において相互に干渉
し、シリコンウェハー55に部分的に高強度のメガソニ
ック波が照射されることとなる。
め上方に向かって照射されたメガソニック波56bの一
部は洗浄槽52の側壁52aで反射し、反射メガソニッ
ク波56cとして、洗浄槽52の内部に向かって進行す
る。この結果、メガソニック振動板53から上方に向か
って照射されたメガソニック波56aと反射メガソニッ
ク波56cとが黒丸57で示す位置において相互に干渉
し、シリコンウェハー55に部分的に高強度のメガソニ
ック波が照射されることとなる。
【0008】このようにメガソニック波56aと反射メ
ガソニック波56cとが干渉する位置57においては、
シリコンウェハー55に対して過度にメガソニック波5
6が作用することになるため、シリコンウェハー55上
の配線が部分的に断線するという弊害が生じていた。
ガソニック波56cとが干渉する位置57においては、
シリコンウェハー55に対して過度にメガソニック波5
6が作用することになるため、シリコンウェハー55上
の配線が部分的に断線するという弊害が生じていた。
【0009】このような弊害を除去するため、これまで
に様々な提案がなされている。
に様々な提案がなされている。
【0010】その一例として、特開平11−22153
4号公報が提案している超音波洗浄機を図6に示す。
4号公報が提案している超音波洗浄機を図6に示す。
【0011】この超音波洗浄機60は、洗浄液61が満
たされている洗浄槽62と、洗浄槽62の底面62aに
取り付けられた固定式超音波振動子63と、固定式超音
波振動子63が発振する超音波の周波数を制御する第1
の可変発振器64と、洗浄槽62に対して上下方向に移
動可能に形成されている可動式超音波振動子65と、可
動式超音波振動子65が発振する超音波の周波数を制御
する第2の可変発振器66と、からなっている。
たされている洗浄槽62と、洗浄槽62の底面62aに
取り付けられた固定式超音波振動子63と、固定式超音
波振動子63が発振する超音波の周波数を制御する第1
の可変発振器64と、洗浄槽62に対して上下方向に移
動可能に形成されている可動式超音波振動子65と、可
動式超音波振動子65が発振する超音波の周波数を制御
する第2の可変発振器66と、からなっている。
【0012】被洗浄物であるシリコンウェハー67は可
動式超音波振動子65に取り付けられた状態で洗浄液6
1に浸され、可動式超音波振動子65とともに洗浄液6
1内を上下動する。シリコンウェハー67が洗浄液61
内を上下動する間に、固定式超音波振動子63とに対し
て超音波が照射され、その超音波により、シリコンウェ
ハー67が照射される。
動式超音波振動子65に取り付けられた状態で洗浄液6
1に浸され、可動式超音波振動子65とともに洗浄液6
1内を上下動する。シリコンウェハー67が洗浄液61
内を上下動する間に、固定式超音波振動子63とに対し
て超音波が照射され、その超音波により、シリコンウェ
ハー67が照射される。
【0013】この超音波洗浄機60によれば、固定式超
音波振動子63と可動式超音波振動子65の双方から発
せられる超音波による洗浄作用が相乗効果をもって発揮
されるため、異なる伝播形態の超音波振動により相互に
超音波作用の不十分な点が補われるので、固定式超音波
振動子63のみによる超音波振動を原因とした上述の干
渉の問題を解消することができる、とされている。
音波振動子63と可動式超音波振動子65の双方から発
せられる超音波による洗浄作用が相乗効果をもって発揮
されるため、異なる伝播形態の超音波振動により相互に
超音波作用の不十分な点が補われるので、固定式超音波
振動子63のみによる超音波振動を原因とした上述の干
渉の問題を解消することができる、とされている。
【0014】また、特開昭61−194727号公報に
は、図7に示すような超音波洗浄装置70が提案されて
いる。
は、図7に示すような超音波洗浄装置70が提案されて
いる。
【0015】この超音波洗浄装置70においては、洗浄
槽71内に所定の角度θで傾斜した反射板72が設けら
れている。反射板72の表面には微少な凹凸が形成され
ている。洗浄槽71の側壁に配置された超音波発振板7
3から照射された超音波は反射板72において反射し、
洗浄槽71の洗浄液74中に保持されたシリコンウェハ
ー75に照射される。
槽71内に所定の角度θで傾斜した反射板72が設けら
れている。反射板72の表面には微少な凹凸が形成され
ている。洗浄槽71の側壁に配置された超音波発振板7
3から照射された超音波は反射板72において反射し、
洗浄槽71の洗浄液74中に保持されたシリコンウェハ
ー75に照射される。
【0016】この超音波洗浄装置70によれば、反射板
72の表面に形成された微少な凹凸により、超音波が乱
反射するため、指向性のない均一な密度の超音波を得る
ことができ、上述の干渉の問題を解消することができる
ものとされている。
72の表面に形成された微少な凹凸により、超音波が乱
反射するため、指向性のない均一な密度の超音波を得る
ことができ、上述の干渉の問題を解消することができる
ものとされている。
【0017】しかしながら、図6に示した超音波洗浄機
60及び図7に示した超音波洗浄装置70は次のような
問題点を有している。
60及び図7に示した超音波洗浄装置70は次のような
問題点を有している。
【0018】図6に示した超音波洗浄機60において
は、シリコンウェハー67を可動式超音波振動子65に
取り付ける必要があるため、シリコンウェハー67を可
動式超音波振動子65に取り付ける際の作業時に、ある
いは、シリコンウェハー67と接触する可動式超音波振
動子65によって、シリコンウェハー67のクリーン度
が低下するおそれがある。
は、シリコンウェハー67を可動式超音波振動子65に
取り付ける必要があるため、シリコンウェハー67を可
動式超音波振動子65に取り付ける際の作業時に、ある
いは、シリコンウェハー67と接触する可動式超音波振
動子65によって、シリコンウェハー67のクリーン度
が低下するおそれがある。
【0019】また、シリコンウェハー67を可動式超音
波振動子65に取り付け、さらには、シリコンウェハー
67を可動式超音波振動子65から取り外す作業を追加
的に行わなければならず、超音波洗浄機60の製造工程
数が増加する原因となる。
波振動子65に取り付け、さらには、シリコンウェハー
67を可動式超音波振動子65から取り外す作業を追加
的に行わなければならず、超音波洗浄機60の製造工程
数が増加する原因となる。
【0020】さらには、振動子として固定式超音波振動
子64と可動式超音波振動子65の2つの振動子を用意
しなければならず、超音波洗浄機60の部品点数の増加
ひいては製造コストの上昇をもたらす結果となってい
る。
子64と可動式超音波振動子65の2つの振動子を用意
しなければならず、超音波洗浄機60の部品点数の増加
ひいては製造コストの上昇をもたらす結果となってい
る。
【0021】図7に示したおいては、洗浄槽71内に設
けた反射板72によって、反射板72の下方に無駄な空
間76が形成される結果となり、洗浄槽71ひいては超
音波洗浄装置70のサイズを無為に大きくすることとな
っている。
けた反射板72によって、反射板72の下方に無駄な空
間76が形成される結果となり、洗浄槽71ひいては超
音波洗浄装置70のサイズを無為に大きくすることとな
っている。
【0022】また、反射板72は傾斜しているため、反
射板72の上方で反射した超音波と反射板72の下方で
反射した超音波とではシリコンウェハー75への到達距
離が異なる。このため、反射板72の下方で反射した超
音波の方が減衰率が大きくなり、実際には必ずしも均一
な密度の超音波を得ることはできない。
射板72の上方で反射した超音波と反射板72の下方で
反射した超音波とではシリコンウェハー75への到達距
離が異なる。このため、反射板72の下方で反射した超
音波の方が減衰率が大きくなり、実際には必ずしも均一
な密度の超音波を得ることはできない。
【0023】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、メガソニック波を用いた半導体洗浄装置
において、メガソニック波同士の干渉を防止し、被洗浄
物である半導体ウェーハへのメガソニック波の局部的な
集中を防止することを可能にする半導体洗浄装置及び半
導体洗浄方法を提供することを目的とする。
たものであり、メガソニック波を用いた半導体洗浄装置
において、メガソニック波同士の干渉を防止し、被洗浄
物である半導体ウェーハへのメガソニック波の局部的な
集中を防止することを可能にする半導体洗浄装置及び半
導体洗浄方法を提供することを目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、液体が満たされており、その液体の中に
洗浄対象であるウェハーを浸すウェットバスと、ウェッ
トバスの外側に配置され、メガソニック波を照射するメ
ガソニック波照射装置と、からなり、ウェットバス中の
ウェハーに対してメガソニック波照射装置からメガソニ
ック波を照射することによりウェハーを洗浄する半導体
洗浄装置において、メガソニック波照射装置をウェット
バスに対して近づく方向及びウェットバスから離れる方
向に移動させる移動装置を備えることを特徴とする半導
体洗浄装置を提供する。
め、本発明は、液体が満たされており、その液体の中に
洗浄対象であるウェハーを浸すウェットバスと、ウェッ
トバスの外側に配置され、メガソニック波を照射するメ
ガソニック波照射装置と、からなり、ウェットバス中の
ウェハーに対してメガソニック波照射装置からメガソニ
ック波を照射することによりウェハーを洗浄する半導体
洗浄装置において、メガソニック波照射装置をウェット
バスに対して近づく方向及びウェットバスから離れる方
向に移動させる移動装置を備えることを特徴とする半導
体洗浄装置を提供する。
【0025】本半導体装置によれば、メガソニック波照
射装置からメガソニック波をウェハーに照射しつつ、メ
ガソニック照射装置をウェットバスに対して相対的に上
下動させる。これにより、メガソニック波の位相がず
れ、メガソニック波が相互に干渉し合う位置を分散させ
ることができ、ひいては、ウェーハへのメガソニック波
の局部的な集中を防止することができる。
射装置からメガソニック波をウェハーに照射しつつ、メ
ガソニック照射装置をウェットバスに対して相対的に上
下動させる。これにより、メガソニック波の位相がず
れ、メガソニック波が相互に干渉し合う位置を分散させ
ることができ、ひいては、ウェーハへのメガソニック波
の局部的な集中を防止することができる。
【0026】メガソニック波照射装置は、他えば、ウェ
ットバスに浸される複数のウェハーの各々に対応して複
数個設けられ、移動装置はメガソニック波照射装置に対
応して複数個設けられる。
ットバスに浸される複数のウェハーの各々に対応して複
数個設けられ、移動装置はメガソニック波照射装置に対
応して複数個設けられる。
【0027】移動装置によるメガソニック波照射装置の
移動距離は2mm乃至20mmの範囲であることが好ま
しい。
移動距離は2mm乃至20mmの範囲であることが好ま
しい。
【0028】メガソニック波照射装置は750KHz乃
至1MHzの範囲の周波数を有するメガソニック波を照
射するものであることが好ましい。
至1MHzの範囲の周波数を有するメガソニック波を照
射するものであることが好ましい。
【0029】ウェットバスの側壁の内壁には、メガソニ
ック波の波長よりも大きい表面粗さを有する凹凸が形成
されていることが好ましい。
ック波の波長よりも大きい表面粗さを有する凹凸が形成
されていることが好ましい。
【0030】さらに、本発明は、液体が満たされてお
り、その液体の中に洗浄対象であるウェハーを浸すウェ
ットバスと、ウェットバスの外側に配置され、メガソニ
ック波を照射するメガソニック波照射装置と、からな
り、ウェットバス中のウェハーに対してメガソニック波
照射装置からメガソニック波を照射することによりウェ
ハーを洗浄する半導体洗浄装置において、ウェットバス
の側壁の内壁には、メガソニック波の波長よりも大きい
表面粗さを有する凹凸が形成されていることを備えるこ
とを特徴とする半導体洗浄装置を提供する。
り、その液体の中に洗浄対象であるウェハーを浸すウェ
ットバスと、ウェットバスの外側に配置され、メガソニ
ック波を照射するメガソニック波照射装置と、からな
り、ウェットバス中のウェハーに対してメガソニック波
照射装置からメガソニック波を照射することによりウェ
ハーを洗浄する半導体洗浄装置において、ウェットバス
の側壁の内壁には、メガソニック波の波長よりも大きい
表面粗さを有する凹凸が形成されていることを備えるこ
とを特徴とする半導体洗浄装置を提供する。
【0031】ウェットバスの側壁の内壁に、メガソニッ
ク波の波長よりも大きい表面粗さを有する凹凸を形成す
ることにより、メガソニック波はウェットバスの側壁の
内壁において乱反射する。このため、相互に干渉し合う
メガソニック波の位相がずれ、メガソニック波が相互に
干渉し合う位置を分散させることができ、ひいては、ウ
ェーハへのメガソニック波の局部的な集中を防止するこ
とができる。
ク波の波長よりも大きい表面粗さを有する凹凸を形成す
ることにより、メガソニック波はウェットバスの側壁の
内壁において乱反射する。このため、相互に干渉し合う
メガソニック波の位相がずれ、メガソニック波が相互に
干渉し合う位置を分散させることができ、ひいては、ウ
ェーハへのメガソニック波の局部的な集中を防止するこ
とができる。
【0032】さらに、本発明は、液体が満たされている
ウェットバス中に浸されたウェハーにメガソニック波を
照射することによりウェハーを洗浄する半導体洗浄方法
において、ウェハーとメガソニック波の照射源との間の
相対的距離を変えながらメガソニック波をウェハーに照
射する過程を備えることを特徴とする半導体洗浄方法を
提供する。
ウェットバス中に浸されたウェハーにメガソニック波を
照射することによりウェハーを洗浄する半導体洗浄方法
において、ウェハーとメガソニック波の照射源との間の
相対的距離を変えながらメガソニック波をウェハーに照
射する過程を備えることを特徴とする半導体洗浄方法を
提供する。
【0033】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施形態
に係る半導体洗浄装置10の構成を示す概略図である。
に係る半導体洗浄装置10の構成を示す概略図である。
【0034】本実施形態に係る半導体洗浄装置10は、
洗浄液11が満たされており、その洗浄液11の中に被
洗浄物であるウェハー12が浸されているインナーバス
13と、インナーバス13を囲むようにして配置され、
内部に水14が満たされているアウターバス15と、イ
ンナーバス13の底面の下方に配置され、メガソニック
波を照射するメガソニック波照射装置16と、からなっ
ている。
洗浄液11が満たされており、その洗浄液11の中に被
洗浄物であるウェハー12が浸されているインナーバス
13と、インナーバス13を囲むようにして配置され、
内部に水14が満たされているアウターバス15と、イ
ンナーバス13の底面の下方に配置され、メガソニック
波を照射するメガソニック波照射装置16と、からなっ
ている。
【0035】メガソニック波照射装置16は、インナー
バス13の底面の下方においてインナーバス13の底面
と平行に配置されているメガソニック振動板17と、メ
ガソニック振動板17に取り付けられ、メガソニック振
動板17を振動させ、メガソニック波を発生させるメガ
ソニック振動素子18と、メガソニック振動板17及び
メガソニック振動素子18の双方をインナーバス13に
対して上下動させる駆動機構としてのモーター19と、
からなっている。
バス13の底面の下方においてインナーバス13の底面
と平行に配置されているメガソニック振動板17と、メ
ガソニック振動板17に取り付けられ、メガソニック振
動板17を振動させ、メガソニック波を発生させるメガ
ソニック振動素子18と、メガソニック振動板17及び
メガソニック振動素子18の双方をインナーバス13に
対して上下動させる駆動機構としてのモーター19と、
からなっている。
【0036】ウェハー12は、適当な保持手段(図示せ
ず)により、洗浄液11に浸された状態で保持されてい
る。
ず)により、洗浄液11に浸された状態で保持されてい
る。
【0037】アウターバス15の材質は任意であるが、
インナーバス13の材質は石英であることが好ましい。
インナーバス13の材質は石英であることが好ましい。
【0038】図1に示すように、メガソニック振動板1
7はアウターバス15に満たされている水14の中に浸
された状態にある。アウターバス15の底面の中央には
孔が形成されており、メガソニック振動素子18がシー
ル20を介してその孔に摺動可能に嵌め込まれている。
7はアウターバス15に満たされている水14の中に浸
された状態にある。アウターバス15の底面の中央には
孔が形成されており、メガソニック振動素子18がシー
ル20を介してその孔に摺動可能に嵌め込まれている。
【0039】モーター19とメガソニック振動素子18
とは、回転運動を直線運動に変換する機構、例えば、ラ
ック&ピニオン(図示せず)を介して結合されており、
モーター19の出力軸の回転運動は直線運動に変換され
て、メガソニック振動素子18に伝達される。このた
め、モーター19が正回転すれば、メガソニック板17
及びメガソニック振動素子18は上昇し、モーター19
が逆回転すれば、メガソニック板17及びメガソニック
振動素子18は下降する。
とは、回転運動を直線運動に変換する機構、例えば、ラ
ック&ピニオン(図示せず)を介して結合されており、
モーター19の出力軸の回転運動は直線運動に変換され
て、メガソニック振動素子18に伝達される。このた
め、モーター19が正回転すれば、メガソニック板17
及びメガソニック振動素子18は上昇し、モーター19
が逆回転すれば、メガソニック板17及びメガソニック
振動素子18は下降する。
【0040】本実施形態に係る半導体洗浄装置10の動
作を以下に説明する。
作を以下に説明する。
【0041】モーター19は、ウェハー12が洗浄液1
1の内部に保持された状態のまま、メガソニック振動板
17及びメガソニック振動子18をインナーバス13の
底面の下方においてインナーバス13に対して上下動さ
せる。メガソニック振動素子18は、メガソニック振動
板17とともに上下動している間に、メガソニック振動
板17を振動させ、メガソニック波を発生させる。発生
したメガソニック波はウェハー12に照射され、その結
果、ウェハー12が洗浄される。
1の内部に保持された状態のまま、メガソニック振動板
17及びメガソニック振動子18をインナーバス13の
底面の下方においてインナーバス13に対して上下動さ
せる。メガソニック振動素子18は、メガソニック振動
板17とともに上下動している間に、メガソニック振動
板17を振動させ、メガソニック波を発生させる。発生
したメガソニック波はウェハー12に照射され、その結
果、ウェハー12が洗浄される。
【0042】図2は、メガソニック振動素子18がメガ
ソニック振動板17を振動させることにより発生するメ
ガソニック波21がウェハー12に照射される状況を示
した概略図である。図2においては、図を単純化するた
め、ウェハー12、インナーバス13、メガソニック振
動板17及びメガソニック振動素子18のみを示し、他
の構成要素は省略してある。
ソニック振動板17を振動させることにより発生するメ
ガソニック波21がウェハー12に照射される状況を示
した概略図である。図2においては、図を単純化するた
め、ウェハー12、インナーバス13、メガソニック振
動板17及びメガソニック振動素子18のみを示し、他
の構成要素は省略してある。
【0043】メガソニック振動板17が振動することに
より発生するメガソニック波21には、メガソニック振
動板17から上方に向かって照射されるメガソニック波
21aと、メガソニック振動板17から斜め上方に向か
って照射されるメガソニック波21bとが含まれる。
より発生するメガソニック波21には、メガソニック振
動板17から上方に向かって照射されるメガソニック波
21aと、メガソニック振動板17から斜め上方に向か
って照射されるメガソニック波21bとが含まれる。
【0044】このうち、メガソニック振動板17から斜
め上方に向かって照射されたメガソニック波21bの一
部はインナーバス13の側壁13aで反射し、反射メガ
ソニック波21cとして、インナーバス13の内部に向
かって進行する。
め上方に向かって照射されたメガソニック波21bの一
部はインナーバス13の側壁13aで反射し、反射メガ
ソニック波21cとして、インナーバス13の内部に向
かって進行する。
【0045】図5に示した従来の半導体洗浄装置50に
おいては、メガソニック振動板53から上方に向かって
照射されたメガソニック波56aと反射メガソニック波
56cとが黒丸57で示す位置において相互に干渉し、
黒丸57に示す位置において、シリコンウェハー55に
ダメージが生じていた。
おいては、メガソニック振動板53から上方に向かって
照射されたメガソニック波56aと反射メガソニック波
56cとが黒丸57で示す位置において相互に干渉し、
黒丸57に示す位置において、シリコンウェハー55に
ダメージが生じていた。
【0046】これは、メガソニック振動板53と洗浄槽
52とが相対的に静止していたため、メガソニック波の
干渉によりメガソニック波の強度が大きくなる箇所が一
定していたためである。
52とが相対的に静止していたため、メガソニック波の
干渉によりメガソニック波の強度が大きくなる箇所が一
定していたためである。
【0047】これに対して、本実施形態に係る半導体洗
浄装置10によれば、メガソニック波の発生源であるメ
ガソニック振動板17は常に上下動しており、従って、
メガソニック振動板17とインナーバス13(正確に
は、インナーバー13の内部に固定されているウェハー
12)との間の相対的距離が変化するため、メガソニッ
ク波の干渉によりメガソニック波の強度が大きくなる箇
所が一定しない。このため、ウェハー12の特定の箇所
に局部的にメガソニック波が集中することを避けること
ができ、メガソニック波の干渉に起因するウェハー12
の損傷を防止することができる。
浄装置10によれば、メガソニック波の発生源であるメ
ガソニック振動板17は常に上下動しており、従って、
メガソニック振動板17とインナーバス13(正確に
は、インナーバー13の内部に固定されているウェハー
12)との間の相対的距離が変化するため、メガソニッ
ク波の干渉によりメガソニック波の強度が大きくなる箇
所が一定しない。このため、ウェハー12の特定の箇所
に局部的にメガソニック波が集中することを避けること
ができ、メガソニック波の干渉に起因するウェハー12
の損傷を防止することができる。
【0048】以下、この点について詳述する。
【0049】図2において、メガソニック振動板17が
最上位置にあるときにメガソニック振動板17から照射
されたメガソニック波22aの位相を破線で、メガソニ
ック振動板17が最下位置にあるときにメガソニック振
動板17から照射されたメガソニック波22bの位相を
実線で示す。
最上位置にあるときにメガソニック振動板17から照射
されたメガソニック波22aの位相を破線で、メガソニ
ック振動板17が最下位置にあるときにメガソニック振
動板17から照射されたメガソニック波22bの位相を
実線で示す。
【0050】この場合、反射メガソニック波21cがメ
ガソニック波22aと干渉する位置を白丸で、反射メガ
ソニック波21cがメガソニック波22bと干渉する位
置を星印で表すと、図1に示すように、メガソニック波
が干渉する位置は、図5に示した黒丸57の位置よりも
分散していることが理解される。
ガソニック波22aと干渉する位置を白丸で、反射メガ
ソニック波21cがメガソニック波22bと干渉する位
置を星印で表すと、図1に示すように、メガソニック波
が干渉する位置は、図5に示した黒丸57の位置よりも
分散していることが理解される。
【0051】このように、本実施形態に係る半導体洗浄
装置10によれば、メガソニック波相互間の干渉位置を
分散させることができ、ひいては、メガソニック波の干
渉に起因してウェハー12に局部的に集中するメガソニ
ック波の強度を低下させることができる。その結果、メ
ガソニック波の干渉に伴うウェハー12の損傷を防止す
ることが可能である。
装置10によれば、メガソニック波相互間の干渉位置を
分散させることができ、ひいては、メガソニック波の干
渉に起因してウェハー12に局部的に集中するメガソニ
ック波の強度を低下させることができる。その結果、メ
ガソニック波の干渉に伴うウェハー12の損傷を防止す
ることが可能である。
【0052】なお、メガソニック振動板17及びメガソ
ニック振動素子18の上下動の距離は、ウェハー12の
サイズやインナーバス13のサイズなどに応じて決定さ
れるが、本発明者の実験によれば、最小で2mm、最大
で20mmの上下動距離を確保すれば、ウェハー12や
インナーバス13のサイズにかかわらず、上述のような
効果を確保することが可能である。
ニック振動素子18の上下動の距離は、ウェハー12の
サイズやインナーバス13のサイズなどに応じて決定さ
れるが、本発明者の実験によれば、最小で2mm、最大
で20mmの上下動距離を確保すれば、ウェハー12や
インナーバス13のサイズにかかわらず、上述のような
効果を確保することが可能である。
【0053】また、メガソニック振動板17から照射さ
れるメガソニック波21の周波数は任意であるが、本発
明者の実験結果によれば、メガソニック波21の周波数
が750KHz乃至1MHzの範囲内にあるときに、最
も優れた洗浄効果を得ることができた。このため、メガ
ソニック振動素子18は、750KHz乃至1MHzの
範囲内の周波数を有するメガソニック波を発生させるよ
うに、メガソニック振動板17を振動させることが好ま
しい。
れるメガソニック波21の周波数は任意であるが、本発
明者の実験結果によれば、メガソニック波21の周波数
が750KHz乃至1MHzの範囲内にあるときに、最
も優れた洗浄効果を得ることができた。このため、メガ
ソニック振動素子18は、750KHz乃至1MHzの
範囲内の周波数を有するメガソニック波を発生させるよ
うに、メガソニック振動板17を振動させることが好ま
しい。
【0054】図3は、上述の実施形態に係る半導体洗浄
装置10の変形例を上方から見たときの平面図である。
装置10の変形例を上方から見たときの平面図である。
【0055】本変形例に係る半導体洗浄装置30におい
ては、インナーバス13の内部に8枚のウェハー(図示
せず)が相互に平行になるように配列されており、各ウ
ェハーに対応して8個のメガソニック振動板17a−1
7h及びメガソニック振動素子18a−18hが設けら
れている。
ては、インナーバス13の内部に8枚のウェハー(図示
せず)が相互に平行になるように配列されており、各ウ
ェハーに対応して8個のメガソニック振動板17a−1
7h及びメガソニック振動素子18a−18hが設けら
れている。
【0056】従って、各ウェハー毎に上下動距離を調節
することができる。また、ウェハー8枚に対応するメガ
ソニック振動板を一枚の振動板として形成する場合と比
較して、8枚のメガソニック振動板に分割されているた
め、一つ一つのメガソニック振動板の動きを制御するこ
とが容易になる。
することができる。また、ウェハー8枚に対応するメガ
ソニック振動板を一枚の振動板として形成する場合と比
較して、8枚のメガソニック振動板に分割されているた
め、一つ一つのメガソニック振動板の動きを制御するこ
とが容易になる。
【0057】図4は、本発明の第2の実施形態に係る半
導体洗浄装置40の構成を示す概略図である。
導体洗浄装置40の構成を示す概略図である。
【0058】本実施形態に係る半導体洗浄装置40は、
洗浄液41が満たされており、その洗浄液41の中に被
洗浄物であるウェハー42が浸されているインナーバス
43と、インナーバス43を囲むようにして配置され、
内部に水44が満たされているアウターバス45と、イ
ンナーバス43の底面の下方に配置され、メガソニック
波を照射するメガソニック波照射装置46と、からなっ
ている。
洗浄液41が満たされており、その洗浄液41の中に被
洗浄物であるウェハー42が浸されているインナーバス
43と、インナーバス43を囲むようにして配置され、
内部に水44が満たされているアウターバス45と、イ
ンナーバス43の底面の下方に配置され、メガソニック
波を照射するメガソニック波照射装置46と、からなっ
ている。
【0059】メガソニック波照射装置46は、インナー
バス43の底面の下方においてインナーバス43の底面
と平行に配置されているメガソニック振動板47と、メ
ガソニック振動板47に取り付けられ、メガソニック振
動板47を振動させ、メガソニック波を発生させるメガ
ソニック振動素子48と、からなっている。
バス43の底面の下方においてインナーバス43の底面
と平行に配置されているメガソニック振動板47と、メ
ガソニック振動板47に取り付けられ、メガソニック振
動板47を振動させ、メガソニック波を発生させるメガ
ソニック振動素子48と、からなっている。
【0060】ウェハー42は、適当な保持手段(図示せ
ず)により、洗浄液41に浸された状態で保持されてい
る。
ず)により、洗浄液41に浸された状態で保持されてい
る。
【0061】本実施形態に係る半導体洗浄装置40のイ
ンナーバス43の側壁の内壁43aには、メガソニック
波の波長よりも大きい表面粗さを有する凹凸が形成され
ている。
ンナーバス43の側壁の内壁43aには、メガソニック
波の波長よりも大きい表面粗さを有する凹凸が形成され
ている。
【0062】一般に、波は反射する部分の表面粗さがそ
の波の波長よりも大きければ、乱反射を起こすという性
質を有している。このため、本実施形態に係る半導体洗
浄装置40によれば、メガソニック振動板47から斜め
上方に照射されるメガソニック波は内壁43aにおいて
反射し、メガソニック振動板47から上方に照射される
メガソニック波と干渉するが、メガソニック振動板47
から斜め上方に照射されるメガソニック波が乱反射して
いるため、第1の実施形態の場合と同様に、双方のメガ
ソニック波が干渉する位置は分散する。このため、メガ
ソニック波の干渉に起因してウェハー42に局部的に集
中するメガソニック波の強度を低下させることができ
る。その結果、メガソニック波の干渉に伴うウェハー4
2の損傷を防止することが可能である。
の波の波長よりも大きければ、乱反射を起こすという性
質を有している。このため、本実施形態に係る半導体洗
浄装置40によれば、メガソニック振動板47から斜め
上方に照射されるメガソニック波は内壁43aにおいて
反射し、メガソニック振動板47から上方に照射される
メガソニック波と干渉するが、メガソニック振動板47
から斜め上方に照射されるメガソニック波が乱反射して
いるため、第1の実施形態の場合と同様に、双方のメガ
ソニック波が干渉する位置は分散する。このため、メガ
ソニック波の干渉に起因してウェハー42に局部的に集
中するメガソニック波の強度を低下させることができ
る。その結果、メガソニック波の干渉に伴うウェハー4
2の損傷を防止することが可能である。
【0063】なお、第1の実施形態に係る半導体洗浄装
置10においても、インナーバス13の側壁の内壁に微
少な凹凸を形成することも可能である。
置10においても、インナーバス13の側壁の内壁に微
少な凹凸を形成することも可能である。
【0064】次いで、上述の第1及び第2の実施形態に
係る半導体洗浄装置10、40の一具体例を以下に掲げ
る。
係る半導体洗浄装置10、40の一具体例を以下に掲げ
る。
【0065】理論的には、メガソニック波その他の超音
波は溶媒が水である場合には溶媒の液面において99.
9%が反射され、反射した超音波はインナーバス13、
43の内部に戻る。このインナーバス13、43に戻る
超音波と液面に向かう超音波とが干渉し、定在波のピッ
チ毎に音圧の強い部分が生じる。この点について以下に
説明する。
波は溶媒が水である場合には溶媒の液面において99.
9%が反射され、反射した超音波はインナーバス13、
43の内部に戻る。このインナーバス13、43に戻る
超音波と液面に向かう超音波とが干渉し、定在波のピッ
チ毎に音圧の強い部分が生じる。この点について以下に
説明する。
【0066】なお、メガソニック振動板17、47から
発せられるメガソニック波の周波数は950KHzとす
る。
発せられるメガソニック波の周波数は950KHzとす
る。
【0067】先ず、超音波の純粋における位相速度は摂
氏20度において1483m/sであるので、波長λは
次式に従って求められる。
氏20度において1483m/sであるので、波長λは
次式に従って求められる。
【0068】
波長λ=位相速度c(m/s)/周波数f(Hz)=1483/950
=1.56mm
従って、定在波のピッチは
1.56mm/2=0.78mm
となる。この値は超音波により液面に生じる波により打
ち消されるのに十分に小さい値であり、定在波ピッチに
よる洗浄むら、すなわち、メガソニック波の干渉に起因
する局部的に高強度のメガソニック波によるウェハー1
2、42への損傷を無視できることとなる。
ち消されるのに十分に小さい値であり、定在波ピッチに
よる洗浄むら、すなわち、メガソニック波の干渉に起因
する局部的に高強度のメガソニック波によるウェハー1
2、42への損傷を無視できることとなる。
【0069】このため、干渉を起こす可能性のある反射
波はインナーバス13、43または同時に処理されてい
るウェハー12、42からの反射波に限られる。
波はインナーバス13、43または同時に処理されてい
るウェハー12、42からの反射波に限られる。
【0070】メガソニック振動板17を上下動させなが
ら、メガソニック波の洗浄効果を打ち消せない、また
は、干渉させないようにするためには、メガソニック振
動板17の可動速度が位相速度の倍数及び位相速度の1
/2の倍数ではなく、かつ、可動距離が波長の倍数及び
波長の1/2の倍数でなければよい。
ら、メガソニック波の洗浄効果を打ち消せない、また
は、干渉させないようにするためには、メガソニック振
動板17の可動速度が位相速度の倍数及び位相速度の1
/2の倍数ではなく、かつ、可動距離が波長の倍数及び
波長の1/2の倍数でなければよい。
【0071】ここで、具体的な使用例を考える。この使
用例におけるインナーバス13、43の条件を下記のよ
うに仮定する。
用例におけるインナーバス13、43の条件を下記のよ
うに仮定する。
【0072】メガソニック周波数:950KHz
溶媒:水
溶媒温度:摂氏20度
モーター19の回転数:10000/秒
モーター19のギア比:1対4
インナーバス13、43の材質:石英
可動速度Caが位相速度の倍数または位相速度の1/2
の倍数となることを避けるため、位相速度の1/3に等
しいとすると、 Ca=C/3=1483/3=494.33(m/s)
=4943.3(cm/s) 上記の条件下において、4943.3(cm/s)の可
動速度を得るための可動距離L(cm)を求めると、 L=可動速度(cm/s)/可動往復回数=4943.
3cm/2500(回転数10000/秒のモーター1
9のギヤ比が1対4であることから)=1.977cm 従って、往復1.977cmの半分の0.989cmが
メガソニック振動板17が上下動すべき距離である。こ
の0.989cmの値は波長または波長の1/2の整数
倍には等しくないので、干渉は生じない。
の倍数となることを避けるため、位相速度の1/3に等
しいとすると、 Ca=C/3=1483/3=494.33(m/s)
=4943.3(cm/s) 上記の条件下において、4943.3(cm/s)の可
動速度を得るための可動距離L(cm)を求めると、 L=可動速度(cm/s)/可動往復回数=4943.
3cm/2500(回転数10000/秒のモーター1
9のギヤ比が1対4であることから)=1.977cm 従って、往復1.977cmの半分の0.989cmが
メガソニック振動板17が上下動すべき距離である。こ
の0.989cmの値は波長または波長の1/2の整数
倍には等しくないので、干渉は生じない。
【0073】インナーバス13、43を石英でつくる場
合、表面粗さを低減するためにフッ酸処理されることが
多い。フッ酸処理後の表面粗さは約0.5mmであり、
メガソニック波の波長よりも小さい。従って、メガソニ
ック波はインナーバス13、43の表面において鏡面反
射するか、あるいは、インナーバス13、43を透過す
る。インナーバス13、43の底面の下方にはメガソニ
ック振動板17、47が配置されているので、インナー
バス13、43の底面はこのような状態であることが必
要である。
合、表面粗さを低減するためにフッ酸処理されることが
多い。フッ酸処理後の表面粗さは約0.5mmであり、
メガソニック波の波長よりも小さい。従って、メガソニ
ック波はインナーバス13、43の表面において鏡面反
射するか、あるいは、インナーバス13、43を透過す
る。インナーバス13、43の底面の下方にはメガソニ
ック振動板17、47が配置されているので、インナー
バス13、43の底面はこのような状態であることが必
要である。
【0074】一方、第2の実施形態において述べたよう
に、インナーバス13、43の側壁の内壁43aは、メ
ガソニック波の干渉を避けるため、メガソニック波が鏡
面反射しないような構造が要求される。一般に、波は反
射する部分の表面粗さがその波の波長よりも大きければ
乱反射を起こす性質を有している。この性質を利用し
て、インナーバス13、43の側壁の内壁43aにのみ
表面粗さが3mmになるように加工を施す。材質が石英
であるため、表面粗さを3mmにするような加工は十分
に可能である。
に、インナーバス13、43の側壁の内壁43aは、メ
ガソニック波の干渉を避けるため、メガソニック波が鏡
面反射しないような構造が要求される。一般に、波は反
射する部分の表面粗さがその波の波長よりも大きければ
乱反射を起こす性質を有している。この性質を利用し
て、インナーバス13、43の側壁の内壁43aにのみ
表面粗さが3mmになるように加工を施す。材質が石英
であるため、表面粗さを3mmにするような加工は十分
に可能である。
【0075】以上をまとめると、第1及び第2の実施形
態に係る半導体洗浄装置10、40の一具体例における
寸法的条件は以下のようになる。
態に係る半導体洗浄装置10、40の一具体例における
寸法的条件は以下のようになる。
【0076】メガソニック周波数:950KHz
溶媒:水
溶媒温度:摂氏20度
モーター19の回転数:10000/秒
モーター19のギア比:1対4
インナーバス13、43の材質:石英
インナーバス13、43のフッ酸処理:底面のみ
インナーバス13、43の表面加工(表面粗さ:3m
m):側壁のみ メガソニック振動板17、47の可動距離:0.989
cm
m):側壁のみ メガソニック振動板17、47の可動距離:0.989
cm
【0077】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る半導体洗浄
装置または半導体洗浄方法によれば、メガソニック波が
相互に干渉し合う位置を一カ所から数カ所に分散させる
ことができる。このため、メガソニック波の干渉に起因
してウェハーに局部的に集中するメガソニック波の強度
を低下させることができる。その結果、メガソニック波
の干渉に伴うウェハーの損傷を防止することが可能であ
る。
装置または半導体洗浄方法によれば、メガソニック波が
相互に干渉し合う位置を一カ所から数カ所に分散させる
ことができる。このため、メガソニック波の干渉に起因
してウェハーに局部的に集中するメガソニック波の強度
を低下させることができる。その結果、メガソニック波
の干渉に伴うウェハーの損傷を防止することが可能であ
る。
【図1】本発明の第1の実施形態に係る半導体洗浄装置
の概略図である。
の概略図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る半導体洗浄装置
におけるメガソニック波の照射状況を示す概略図であ
る。
におけるメガソニック波の照射状況を示す概略図であ
る。
【図3】図1に示した第1の実施形態に係る半導体洗浄
装置の変形例の平面図である。
装置の変形例の平面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る半導体洗浄装置
の概略図である。
の概略図である。
【図5】従来の半導体洗浄装置の概略図である。
【図6】従来の半導体洗浄装置の概略図である。
【図7】従来の半導体洗浄装置の概略図である。
10 第1の実施形態に係る半導体洗浄装置
40 第2の実施形態に係る半導体洗浄装置
11、41 洗浄液
12、42 ウェハー
13、43 インナーバス
14、44 水
15、45 アウターバス
16、46 メガソニック波照射装置
17、17a−17h、47 メガソニック振動板
18、18a−18h、48 メガソニック振動子
19 モーター
20 シール
21 メガソニック波
Claims (8)
- 【請求項1】 液体が満たされており、その液体の中に
洗浄対象であるウェハーを浸すウェットバスと、 前記ウェットバスの外側に配置され、メガソニック波を
照射するメガソニック波照射装置と、からなり、 前記ウェットバス中の前記ウェハーに対して前記メガソ
ニック波照射装置からメガソニック波を照射することに
より前記ウェハーを洗浄する半導体洗浄装置において、 前記メガソニック波照射装置を前記ウェットバスに対し
て近づく方向及び前記ウェットバスから離れる方向に移
動させる移動装置を備えることを特徴とする半導体洗浄
装置。 - 【請求項2】 前記メガソニック波照射装置は、前記ウ
ェットバスに浸される複数のウェハーの各々に対応して
複数個設けられており、前記移動装置は前記メガソニッ
ク波照射装置に対応して複数個設けられていることを特
徴とする請求項1に記載の半導体洗浄装置。 - 【請求項3】 前記移動装置による前記メガソニック波
照射装置の移動距離は2mm乃至20mmの範囲である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体洗浄
装置。 - 【請求項4】 前記メガソニック波照射装置は750K
Hz乃至1MHzの範囲の周波数を有するメガソニック
波を照射するものであることを特徴とする請求項1乃至
3の何れか一項に記載の半導体洗浄装置。 - 【請求項5】 前記ウェットバスの側壁の内壁には、前
記メガソニック波の波長よりも大きい表面粗さを有する
凹凸が形成されていることを備えることを特徴とする請
求項1乃至4の何れか一項に記載の半導体洗浄装置。 - 【請求項6】 液体が満たされており、その液体の中に
洗浄対象であるウェハーを浸すウェットバスと、 前記ウェットバスの外側に配置され、メガソニック波を
照射するメガソニック波照射装置と、からなり、 前記ウェットバス中の前記ウェハーに対して前記メガソ
ニック波照射装置からメガソニック波を照射することに
より前記ウェハーを洗浄する半導体洗浄装置において、 前記ウェットバスの側壁の内壁には、前記メガソニック
波の波長よりも大きい表面粗さを有する凹凸が形成され
ていることを備えることを特徴とする半導体洗浄装置。 - 【請求項7】 液体が満たされているウェットバス中に
浸されたウェハーにメガソニック波を照射することによ
り前記ウェハーを洗浄する半導体洗浄方法において、 前記ウェハーと前記メガソニック波の照射源との間の相
対的距離を変えながら前記メガソニック波を前記ウェハ
ーに照射する過程を備えることを特徴とする半導体洗浄
方法。 - 【請求項8】 前記相対的距離は2mm乃至20mmの
範囲で変えられることを特徴とする請求項7に記載の半
導体洗浄方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001394439A JP2003197589A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 半導体洗浄装置 |
US10/327,996 US20030116175A1 (en) | 2001-12-26 | 2002-12-26 | Semiconductor cleaner and method of cleaning semiconductor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001394439A JP2003197589A (ja) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | 半導体洗浄装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003197589A true JP2003197589A (ja) | 2003-07-11 |
Family
ID=19188869
Family Applications (1)
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